JP2022128168A - プラスチックボトル - Google Patents

Abstract

【課題】強度、特に落下強度を向上したプラスチックボトルを実現する。【解決手段】底面２側が有底円筒状に形成されたプラスチックボトルであって、底面２の中央に設けられたゲート部２１と、ゲート部２１を包囲し、環状に設けられた平面部２２と、平面部２２に連設され、平面部２２から底面２の縁部２５にわたって放射状に延びる複数の溝部２３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、プラスチックボトルに関する。

従来、飲料製品などの容器としてプラスチックボトルが汎用されている。このような容器について、排出量を抑制するため、使用する樹脂の量を減少させることが求められている。

たとえば、特開２００９－１８８４０号公報（特許文献１）には、容器を薄肉化して使用する樹脂の量を低減しつつ、必要な強度を確保した合成樹脂製ボトル型容器が開示されている。また、特開平１１－２２７７３４号公報（特許文献２）には、特に底部の中心に亀裂や割れなどが生じるおそれが少ない自立耐圧プラスチックボトルが開示されている。

特開２００９－１８８４０号公報 特開平１１－２２７７３４号公報

しかし、特許文献１および２のような技術を適用した場合であっても、プラスチックボトルが落下した際に底面に割れが生じる場合があった。

そこで、強度、特に落下強度を向上したプラスチックボトルの実現が求められる。

本発明に係るプラスチックボトルは、底面側が有底円筒状に形成されたプラスチックボトルであって、前記底面の中央に設けられたゲート部と、前記ゲート部を包囲し、環状に設けられた平面部と、前記平面部に連設され、前記平面部から前記底面の縁部にわたって放射状に延びる複数の溝部と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、プラスチックボトルの強度、特に落下強度を、従来のプラスチックボトルに比べて向上しうる。

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記溝部の前記底面に沿う方向の幅は、前記平面部の側から前記縁部の側にわたって一定または漸減することが好ましい。

この構成によれば、プラスチックボトルの強度を一層向上しうる。

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記溝部の深さは、前記平面部の側から前記縁部の側にわたって一定または漸減することが好ましい。

この構成によれば、プラスチックボトルの強度を一層向上しうる。

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記溝部は、５～８本設けられていることが好ましい。

この構成によれば、プラスチックボトルの強度を一層向上しうる。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係るプラスチックボトルの正面図である。 実施形態（実施例１）に係るプラスチックボトルの底面の斜視図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。 実施例１のボトルの底面の形状を示す底面図である。 実施例２のボトルの底面の形状を示す底面図である。 比較例のボトルの底面の形状を示す底面図である。

本発明に係るプラスチックボトルの実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るプラスチックボトルを、ポリエチレンテレフタレート製飲料用ボトル１（以下、単にボトル１と称する。）に適用した例について説明する。

〔ボトルの構成〕
図１に示すように、本実施形態に係るボトル１は、底面２側が有底円筒状に形成されたプラスチックボトルである。より詳細には、ボトル１は、口部１１と、口部１１と連続し底面２の方向に向かうにつれて徐々に拡径する肩部１２と、肩部１２と連続する円筒状の胴部１３と、胴部１３に連続する底部１４と、を備える。なお、底部１４のうち、ボトル１を設置する際に接する部分を底面２と定義する。

本実施形態に係るボトル１は、いわゆるペットボトルである。ボトル１は、二軸延伸ブロー成形などの延伸成形法によってプリフォームを延伸して得られる。本実施形態では、ボトル１はポリエチレンテレフタレート製であり、無色透明である。ボトル１の容量は特に限定されず、一般的に流通している２８０ｍＬ、３５０ｍＬ、５００ｍＬなど、２００ｍＬ～２Ｌ程度とすることができ、２５０～６５０ｍＬであることが好ましい。

ボトル１は、従来のボトルに比べて薄肉のボトルであってもよい。具体的には、ボトル１の満注容量（ｍＬ単位）に対するボトル１の重量（ｇ単位）の比率が０.０１７～０．０５４ｇ／ｍＬであることが好ましく、０.０２３～０.０３７ｇ／ｍＬであることがより好ましい。満注容量に対する重量の比率が上記の範囲にあると、適切な強度を確保できる範囲で樹脂の使用量を十分に減らすことができ、ボトル１の省資源化および軽量化に資する。

ボトル１に収容される液体は特に限定されず、たとえば、清涼飲料水（炭酸飲料、果実飲料、コーヒー飲料、茶系飲料、ミネラルウォーター、豆乳類、野菜飲料、スポーツ飲料、ココア飲料など）、アルコール飲料、乳飲料などの飲料、スープなどの液体食品、ソースや醤油などの液体調味料、などが例示される。なお、ボトル１を構成する材料は、ポリエチレンテレフタレートに限定されず、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどでありうる。

口部１１、肩部１２、および胴部１３の構成は、従来のペットボトルに採用されている構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。口部１１は、液体の注ぎ口であり、キャップ（不図示）と螺合可能な雄ねじが設けられている。胴部１３は円筒状に構成されており、ロールラベルを貼付可能な領域である。胴部１３にはいくつかの周溝が設けられている。肩部１２は、口部１１と胴部１３とを連続的に接続する。

底部１４と胴部１３とは、周溝１５によって区分される。本実施形態では、周溝１５は底面２から高さ１３～１６ｍｍの領域に設けられる。

〔底面の構成〕
底面２は、ボトル１を机などの平面の上に設置したときに、当該平面に接する面である。図２および図３に示すように、底面２には、ゲート部２１、平面部２２、溝部２３、および脚部２４が設けられている。底面２は、概ね、その縁部２５からゲート部２１に向けて、ボトル１の内側に引退する構造を有している。なお、図３では、ボトル１を机などの平面の上に設置したときの当該平面を、仮想平面Ｐとして示している。

ゲート部２１は、底面２の中央に設けられている。ゲート部２１は、その中央部分にゲート２１ａを有する。ゲート２１ａは、ボトル１の製造に用いるプリフォームを射出成形法によって製造する際に、金型に溶融樹脂（ポリエチレンテレフタレート）を注入するための入口として機能する部分に由来する。ゲート部２１は、プリフォームの底部の構造（典型的には半球状に形成されている。）の痕跡が残った形状を有し、ゲート２１ａを中心としてわずかにボトル１の外側方向（図３における下方向）に突出している。ゲート部２１は、周囲の部分に比べて応力が集中しやすく、これによって破損しやすい場合がある。

前述のように、底面２は、その縁部２５から中央部に向けてボトル１の内側に引退する構造を有している。より具体的には、ゲート２１ａが、ボトル１を平面の上に設置したときに当該平面から５～１５ｍｍの高さに位置する。換言すれば、ゲート２１ａは、脚部２４の先端部分２４ａ（後述する。）を基準としてボトル１の内側方向に５～１５ｍｍ引退している。この引退構造を設けていることによって、ボトル１のバックリング現象が抑制されるとともに、ボトル１の成形性が向上する。当該引退の大きさは、７～１３ｍｍであるとより好ましい。

平面部２２は、ゲート部２１を包囲し、環状に設けられている。ゲート部２１と平面部２２とは、いずれも底面２と同心円状に設けられている。また、平面部２２は、仮想平面Ｐと平行になる幅２．５ｍｍの平坦面として構成されている。すなわち、平面部２２は、仮想平面Ｐと平行な環状の部分として設けられている。ゲート部２１と平面部２２とをあわせた円形の部分（平面部２２および平面部２２に包囲される部分）の直径は１３ｍｍである。なお、平面部２２には、五つの溝部２３が連設されている。

溝部２３は、平面部２２に連設されており、平面部２２から底面２の縁部２５にわたって放射状に延びている。溝部２３は、底面２の周方向に等間隔に五つ設けられており、したがって、隣り合う二つの溝部２３の中心線２３ａ同士がなす角は７２°である。溝部２３の底面２に沿う方向の幅は、平面部２２の側から縁部２５の側にわたって漸減する。また、溝部２３の深さ（隣接する脚部２４から溝部２３の最も深い部分までの深さ）も、平面部２２の側から縁部２５の側にわたって漸減する。

脚部２４は、平面部２２と、隣り合う二つの溝部２３と、によって画定される部分である。したがって、底面２には脚部２４が五つ（すなわち、溝部２３と同数）存在する。脚部２４の先端部分２４ａは、ボトル１を設置したときに設置面に接する部分である。

図３に示すように、平面部２２と溝部２３との境界部分２６と、平面部２２と脚部２４との境界部分２７とを比較すると、境界部分２６において平面部２２と溝部２３とが連続的に接続されているのに対し、境界部分２７は非連続の段差状に形成されている。より具体的には、平面部２２と溝部２３との境界部分２６は、図３の断面図においてボトル１の外側に凸の曲率半径１ｍｍ以上の曲線として表される形状に構成されている。また、境界部分２６の高さＨは、平面部２２と溝部２３の平面部２２側の端との仮想平面Ｐからの離間距離の差として表され、本実施形態では、２．５ｍｍ以下である。さらに、境界部分２６の仮想平面Ｐに対する斜度θは５８°以下である。

〔ボトルの作用効果〕
本実施形態に係るボトル１では、応力集中しやすいゲート部２１（ゲート２１ａ）の周囲に平面部２２が設けられており、さらに平面部２２から放射状に延びる五つの溝部２３が設けられている。この構造によって、ボトル１ではゲート２１ａへの応力の集中を避けることができるので、ボトル１が落下などによる衝撃を受けた場合に、従来のボトルに比べて破損しにくい。なお、底面がその縁部２５から中央部に向けて引退する構造を有していることも、ボトルの破損を防止することに寄与する。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るプラスチックボトルのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の実施形態では、平面部２２が仮想平面Ｐと平行になる幅２．５ｍｍの平坦面として構成されている構成について説明した。しかし、本発明に係る平面部の態様は、上記の例に限定されない。たとえば、平面部は、必ずしもボトルの設置面と平行である必要はない。ただし、平面部とボトルの設置面とが交わる角が１０°以下であることが好ましい。また、平面部の幅は特に限定されないが、たとえば０．５～３．０ｍｍでありうる。また、平面部２２の幅は、平面部２２の全体（全周）にわたって一定であってもよいし、一定でなくてもよい。当該幅が一定ではない場合、その幅の平均値が０．５～３．０ｍｍでありうる。

上記の実施形態では、溝部２３の底面２に沿う方向の幅が、平面部２２の側から縁部２５の側にわたって漸減する構成を例として説明した。しかし、本発明において第二溝部の幅およびその分布は特に限定されない。ただし、第二溝部の幅が、第一溝部の側から縁部の側にわたって一定である構成、または第一溝部の側から縁部の側にわたって漸減する構成であると、ゲートへの応力集中を回避しやすいため好ましい。

上記の実施形態では、溝部２３の深さが、平面部２２の側から縁部２５の側にわたって漸減する構成を例として説明した。しかし、本発明において第二溝部の深さおよびその分布は特に限定されない。ただし、第二溝部の深さが、第一溝部の側から縁部の側にわたって一定である構成、または第一溝部の側から縁部の側にわたって漸減する構成であると、ゲートへの応力集中を回避しやすいため好ましい。

上記の実施形態では、溝部２３が五つ設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明において、第二溝部を設ける数は特に限定されない。ただし、第二溝部が５～８本設けられていることが好ましい。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

以下では、実施例を示して本発明をさらに説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定しない。

〔ボトルの成形〕
ブロー成形機を用いて、底面の形状がそれぞれ異なる実施例１、実施例２、および比較例のボトルを成形した。いずれの例においても、ボトルの寸法は、高さ１７６ｍｍ、胴部の最大外径６８．５ｍｍとし、ボトルの満注容量を４５０ｍＬとした。また、いずれの例においても、ボトルの重量を１５ｇとした。

実施例１に係るボトルでは、底面２Ａの形状を、上記の実施形態と同様にした（図４）。実施例２に係るボトルでは、底面２Ｂの形状を、溝部２３を八つ設けた形状とした（図５）。比較例に係るボトルでは、底面２Ｃの形状を、平面部２２と溝部２３との間に段差２８が設けられている形状とした（図６）。

〔落下試験〕
実施例および比較例の各ボトルに４２０ｇの水を入れ、キャップを閉めたのちに、ボトルの底面を下に配置した姿勢で所定の高さ（表１参照）から落下させた。落下させた後のボトルの底部を目視で観察し、底部の破損の有無を確認した。底部に割れまたはひびが認められる場合は、当該ボトルを「破損あり」と判定し、他の場合は「破損なし」と判定した。実施例および比較例の各例について、一例あたり２４本のボトルの試験を行った。

〔試験結果〕
実施例１および２、ならびに比較例の試験結果を表１に示す。

表１：落下試験の結果

本発明は、たとえば飲料用のプラスチックボトルに利用できる。

１ ：ボトル
１１ ：口部
１２ ：肩部
１３ ：胴部
１４ ：底部
１５ ：周溝
２ ：底面
２１ ：ドーム部
２１ａ ：ゲート
２２ ：第一溝部
２２ａ ：最深部分
２３ ：第二溝部
２３ａ ：中心線
２４ ：脚部
２４ａ ：先端部分
２５ ：縁部
２６ ：第一溝部と第二溝部との境界部分
２７ ：第一溝部と脚部との境界部分（段差）
２８ ：比較例における第一溝部と第二溝部との境界部分（段差）

Claims (4)

1. 底面側が有底円筒状に形成されたプラスチックボトルであって、
   前記底面の中央に設けられたゲート部と、
   前記ゲート部を包囲し、環状に設けられた平面部と、
   前記平面部に連設され、前記平面部から前記底面の縁部にわたって放射状に延びる複数の溝部と、を備えるプラスチックボトル。
2. 前記溝部の前記底面に沿う方向の幅は、前記平面部の側から前記縁部の側にわたって一定または漸減する請求項１に記載のプラスチックボトル。
3. 前記溝部の深さは、前記平面部の側から前記縁部の側にわたって一定または漸減する請求項１または２に記載のプラスチックボトル。
4. 前記溝部は、５～８本設けられている請求項１～３のいずれか一項に記載のプラスチックボトル。

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